特開 2023-26326 加工装置、制御方法、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023026326

(43)【公開日】2023-02-24

(54)【発明の名称】加工装置、制御方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20230216BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20230216BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 M

B23Q3/155 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106213

(22)【出願日】2022-06-30

(31)【優先権主張番号】P 2021132004

(32)【優先日】2021-08-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】川上 大輔

(72)【発明者】

【氏名】藤生 卓

(72)【発明者】

【氏名】田中 千紘

【テーマコード（参考）】

3C002

3C011

【Ｆターム（参考）】

3C002HH09

3C011BB04

3C011BB15

(57)【要約】      （修正有）

【課題】簡易な方法で、加工対象物の着脱を行う前に堆積した切粉の量を低減し易い技術を提供する。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明の加工装置１００は、工具１２を保持して回転する主軸１１と、工具１２により加工する加工対象物Ｗを保持する保持部４１と、複数の工具１２を収納する工具マガジン７０と、保持部４１及び工具マガジン７０の少なくともいずれか一方に対して掃除を行う掃除手段と、複数の工具１２のうち少なくとも一つを選択する選択手段と、を備え、選択された工具に応じて、掃除手段による掃除動作を行うことを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を保持して回転する主軸と、
前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、
複数の前記工具を収納する工具マガジンと、
前記保持部及び前記工具マガジンの少なくともいずれか一方に対して掃除動作を行う掃除手段と、
複数の前記工具のうち少なくとも一つを選択する選択手段と、を備え、
前記掃除手段は、選択された前記工具に応じて、前記掃除手段による掃除動作を行うことを特徴とする加工装置。

【請求項2】

前記掃除手段による前記掃除動作を実行するタイミングは、前記選択手段によって選択された前記工具により加工対象物を加工している途中であることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項3】

前記掃除手段による前記掃除動作を実行するタイミングは、前記選択手段により選択された前記工具が前記主軸に取り付けられた後であって、前記選択手段により選択された前記工具を前記主軸から取り外して前記工具とは異なる次に加工を行う工具で加工動作を実行する前の状態であることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項4】

前記掃除手段による掃除動作を加工終了時に行うか否か設定する設定手段とを有し、
前記設定手段により掃除を行う設定であっても、前記選択手段により掃除動作を行うように選択された前記工具で加工終了となる場合は、前記設定手段による掃除動作を行わないことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項5】

前記掃除手段による掃除動作は、前記加工対象物の材料に応じて行われることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。

【請求項6】

前記主軸による加工を制御する制御手段とを備え、請求項１～５の何れか１項に記載の加工装置の前記制御手段としてコンピュータを機能させるプログラム。

【請求項7】

工具を保持して回転する主軸と、
前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、
複数の前記工具を収納する工具マガジンと、
前記保持部及び前記工具マガジンの少なくともいずれか一方に対して掃除を行う掃除手段と、を備えた加工装置の制御方法であって、
複数の前記工具のうち少なくとも一つを選択する選択工程と、
選択された前記工具に応じて、前記掃除手段による掃除動作を行う掃除工程とを有することを特徴とする加工装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具を用いて加工対象物の加工を行う加工装置、制御方法、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

加工装置において、加工装置の内部に工具マガジンを備えて、工具交換動作を行うものが知られている。

【0003】

工具マガジン、または、工具上に切粉が堆積する場合があるため、例えば、送風機構をヘッド内に配設して大型化を抑制する技術が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－３０２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

また、特許文献１のように、送風機構をヘッド内に配設する以外にも、外部のエアコンプレッサを利用することも行われているが、切粉が堆積してしまっていると加工対象物の着脱を行う場合に取り付けがうまくいかない場合がある。

【0006】

本発明は、簡易な方法で、加工対象物の着脱を行う前に堆積した切粉の量を低減し易い技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の加工装置は、工具を保持して回転する主軸と、前記工具により加工する加工対象物を保持する保持部と、複数の前記工具を収納する工具マガジンと、前記保持部及び前記工具マガジンの少なくともいずれか一方に対して掃除を行う掃除手段と、複数の前記工具のうち少なくとも一つを選択する選択手段と、を備え、選択された前記工具に応じて、前記掃除手段による掃除動作を行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、簡易な方法で、堆積した切粉の量を低減し易い加工装置を提供することできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る加工装置の外観斜視図。

【図2】実施形態に係る加工装置における内部構成の斜視図。

【図3】実施形態に係る電装ユニットの概略断面図。

【図4】実施形態に係る主軸のエアブロー部を示す図（図４（ａ）は斜視図であり、図４（ｂ）は断面図である）。

【図5】実施形態に係る加工装置における制御ブロック図。

【図6】実施形態に係る工具マガジン７０の上面図。

【図7】掃除動作（掃除モード）の制御フローチャート。

【図8】材料自動判定制御の制御フローチャート。

【図9】加工中の掃除動作の実行判断の制御フローチャート。

【図10】実施形態に係る加工装置における掃除動作を実施する工具の選択画面。

【図11】工具選択時の掃除動作の実行判定制御の制御フローチャート。

【図12】加工終了時に掃除動作を行うフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。

【0011】

＜実施形態＞
本発明の実施形態に係る加工装置ついて、図１～図５を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る加工装置の外観斜視図であり、エアを発生させるエアコンプレッサ２００に、増圧弁９０が取り付けられて、増圧弁９０によって、圧力が上昇したエアによって、チャックをアンクランプ状態にする。増圧弁９０の後段にエア圧検知センサ９１が設けられている。工具のチャックにどの程度の圧力がかかっているか測定するために、エア圧検知センサ９１は、加工装置の内部に設けられてもよい。

【0012】

加工装置１００は、図１に示すように、外装カバー１０１内に加工装置本体を収容している。外装カバー１０１は、開閉ドア１０２を有しており、開閉ドア１０２を開けることで、ワークの交換が可能となっている。

【0013】

加工装置１００は、図２に示すように、移動機構支持部材としてのフレーム１と、それぞれフレーム１に支持された第１移動機構１０、第２移動機構２０及び第３移動機構３０と、加工対象物としてのワークＷを支持する支持機構４０と、支持機構４０を回転可能な第１回転機構（回転機構）５０及び第２回転機構（別の回転機構）６０と、工具マガジン７０と、電装ユニット８０とを備える。

【0014】

フレーム１は、内部に空洞を有する架台２上に載置されており、図２に示すように、第１フレーム部３と、第１フレーム部３の端部から直角に折り曲げられた第２フレーム部４とから構成される。本実施形態では、第１フレーム部３は、鉛直方向に沿って配置されており、第２フレーム部４は、水平方向に沿って配置されている。第２フレーム部４は、Ｙ軸方向に沿った部分とＺ軸方向に沿った部分を別体として、ネジ等により接続し、梁を設けて構成してもよい。

【0015】

第１移動機構１０は、第２移動機構２０を介してフレーム１の第１フレーム部３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向（鉛直方向、第１方向）に主軸１１を移動可能である。主軸１１には、加工具１２が工具ホルダ（クランプ）を介して着脱自在に取り付けられている。主軸１１は、モータ１３により回転駆動される。第１移動機構１０は、図２に示すように、モータ１４と、Ｚ軸方向に配置された不図示の案内軸とを有し、モータ１４の駆動により主軸１１を案内軸に沿ってＺ軸方向に往復移動（昇降）させる。主軸１１は、Ｚ軸支持部材１６を介して案内軸に沿って移動可能に支持されている。例えば、案内軸はボールねじであり、Ｚ軸支持部材１６はモータ１４の駆動により回転する案内軸（ボールねじ）に沿って移動する部材である。案内軸やＺ軸支持部材１６は、カバー１７により覆われている。

【0016】

第２移動機構２０は、フレーム１の第１フレーム部３の第１の面３ａに支持されており、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向（水平方向、第２方向）に第１移動機構１０と共に主軸１１を移動可能である。第２移動機構２０は、モータ２１と、Ｘ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータ２１の駆動により第１移動機構１０を案内軸に沿ってＸ軸方向に往復移動させる。第２移動機構２０についても、第１移動機構１０と同様に、例えば、案内軸としてボールねじを用いても良い。

【0017】

第３移動機構３０は、フレーム１の第２フレーム部４の第２の面４ａに支持されており、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向（水平方向、第３方向）に支持機構４０を移動可能である。第３移動機構３０は、モータ（不図示）と、Ｙ軸方向に配置された案内軸（不図示）とを有し、モータの駆動により支持機構４０を案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動させる。第３移動機構３０についても、第１移動機構１０と同様に、例えば、案内軸としてボールねじを用いても良い。

【0018】

また、第３移動機構３０は、第２回転機構６０を支持する支持板部３１を備えており、支持板部３１が案内軸に沿ってＹ軸方向に往復移動する。図２に示すように、架台２のＹ軸方向の支持機構４０側は開口しており、支持板部３１及び支持板部３１に支持された第２回転機構６０がＹ軸方向に移動しても架台２と干渉することを防いでいる。そして、第３移動機構３０は、詳しくは後述するように、第２回転機構６０及び第１回転機構５０と共に支持機構４０をＹ軸方向に移動可能である。

【0019】

支持機構４０は、例えば、歯科用補綴物など加工具１２により切削加工される加工対象物としてのワークＷを支持する。このような支持機構４０は、ワークＷを保持する保持部４１と、両端部が第１回転機構５０の回転部５１にそれぞれ連結され、保持部４１を介してワークＷを支持する支持部４２とを有する。保持部４１と支持部４２は別体であり、詳しくは後述するが、保持部４１が支持部４２に対して固定されている。但し、保持部４１と支持部４２とを一体としても良い。

【0020】

第１回転機構５０は、支持機構４０をＺ軸方向に直交する回転軸としてのａ軸を中心として回転可能である。本実施形態では、ａ軸は、Ｘ軸方向と平行としている。このような第１回転機構５０は、回転部５１を回転自在に支持する支持フレーム５３と、回転部５１を回転駆動するモータとを有する。支持フレーム５３は、支持機構４０の周囲を囲むように略コの字型に形成され、モータ及び回転部５１を支持する第１支持部５３ａと、回転部５１に対向して設けられる不図示の回転部を支持する第２支持部５３ｂと、第１支持部５３ａと第２支持部５３ｂとを連結する連結部５３ｃとから構成される。

【0021】

第１支持部５３ａに支持された回転部５１と、第２支持部５３ｂに支持された回転部は、ａ軸方向に互いに対向するように、且つ、ａ軸を回転軸として回転可能に配置されている。そして、支持機構４０のａ軸方向両端部が、それぞれ回転部に支持されている。これにより、第１回転機構５０は、支持機構４０を、ａ軸を中心として回転可能に支持する。

【0022】

第１回転機構５０は、少なくとも１８０°回転可能であり、支持機構４０に支持されたワークＷの表裏を反転可能である。本実施形態では、第１回転機構５０は、支持機構４０をａ軸を中心として３６０°回転させることができる。

【0023】

第２回転機構６０は、支持機構４０をＺ軸方向及びａ軸に直交する別の回転軸としてのｂ軸を中心として回転可能である。本実施形態では、ｂ軸は、Ｙ軸方向と平行としている。このような第２回転機構６０は、第１回転機構５０の支持フレーム５３が取り付けられる回転部と、回転部６１を回転駆動するモータとを有する。回転部６１は、支持フレーム５３の連結部５３ｃが取り付けられ、モータ６２に回転駆動されることにより支持フレーム５３を、ｂ軸を中心として回転可能である。したがって、第２回転機構６０は、第１回転機構５０と共に支持機構４０を、ｂ軸を中心として回転可能に支持する。

【0024】

工具保持部としての工具マガジン７０は、複数の加工具を保持可能であり、第１回転機構５０に隣接して配置され、第２回転機構６０とともに回転しないように支持されている。また、工具マガジン７０は、第３移動機構３０により支持機構４０などと共にＹ軸方向に移動可能である。

【0025】

工具マガジン７０には、それぞれ工具ホルダ１２ａと一体に形成された複数種類の加工具が保持された状態でＹ軸方向に沿って複数列並べて配置されている。そして、主軸１１に取り付ける加工具を交換可能としている。なお、工具ホルダ１２ａは、主軸１１に保持される部分であり、加工具と一体に形成されていても良いし、別体に形成されていても良い。なお、本実施形態では、加工具１２をチャック付の工具ホルダ１２ａに取り付けた上で、主軸１１の工具保持用のチャック部が工具ホルダ１２ａを介して保持する２重チャックの構成となっている。但し、主軸１１に直接、加工具を取り付けても良い。加工具の交換は、作業者が行っても良いし、加工装置１００により自動で行っても良い。

【0026】

加工具の交換を自動で行う場合には、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の加工具が入っていない空きスペースを主軸１１の下方に移動させる。そして、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ、主軸１１に設けられたチャックなどの着脱装置を動作させることで、主軸１１に取り付けられている加工具１２を外して工具マガジン７０の空きスペースに配置する。次いで、第１移動機構１０により主軸１１を上昇させると共に、第２移動機構２０及び第３移動機構３０により工具マガジン７０の交換したい加工具１２が配置されている位置を主軸１１の下方に移動させる。そして、再度、第１移動機構１０により主軸１１を下降させ、着脱装置を動作させることで、主軸１１に交換したい加工具１２を装着する。なお、加工具１２は、例えば、ドリルやエンドミルである。

【0027】

電装ユニット８０は、フレーム１のＸＹＺ方向の最大辺を含んだ直方体で囲んだ空間の内側に取り付けられている。即ち、電装ユニット８０は、第１フレーム部３の第１の面３ａの反対側で、第２フレーム部４の第２の面４ａの反対側に配置されている。このようにＬ字型に形成されたフレーム１の、各移動機構や回転機構が配置されていない内側に電装ユニット８０を配置することで、スペースを有効に利用でき、装置の小型化を図れる。

【0028】

このような図２に示した電装ユニット８０は、加工装置１００を制御するもので、図３に詳細な構成を示すように、枠体８１に制御基板８３、各制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚが支持されている。制御基板８３は、主軸や各軸のモータの駆動を制御する。各制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚは、例えば、それぞれ対応するモータのロータリーエンコーダの信号からモータに出力するパルスを演算し、それぞれ対応するモータの回転を適切に制御するものである。制御基板８３の回路において実行されたＮＣコードに対して、サーボアンプである各制御部８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｘ、８４ｙ、８４ｚが指示された位置や回転数となるように対応するモータを回転させる。

【0029】

即ち、制御部８４ａは、第１回転機構５０のモータ５４を制御して、支持機構４０をａ軸を中心に回転させる。制御部８４ｂは、第２回転機構６０のモータを制御して、支持機構４０をｂ軸を中心に傾斜させ、支持機構４０の姿勢を決定する。また、制御部８４ｘは、第２移動機構２０のモータ２１を制御して主軸１１をＸ軸方向に移動させ、主軸１１のＸ軸方向の位置を決定する。制御部８４ｙは、第３移動機構３０のモータを制御して支持機構４０をＹ軸方向に移動させ、支持機構４０のＹ軸方向の位置を決定する。制御部８４ｚは、第１移動機構１０のモータ１３を制御して主軸１１をＺ軸方向に移動させ、主軸１１のＺ軸方向の位置を決定する。これにより、主軸１１と支持機構４０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の相対位置が決定される。

【0030】

また、本実施形態の加工装置１００は、コンピュータ制御により自動加工を行うＮＣ加工装置である。具体的には、パーソナルコンピュータなどの外部端末を用いてＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成し、このデータに基づいて数値制御によりワークＷの加工を行う。このために、加工装置１００の制御基板８３には、加工装置１００に指令を行うパーソナルコンピュータなどの外部端末が通信可能に接続される。外部端末がＮＣコードを条件に従って作成し、制御基板８３に送信されるようにしてもよい。なお、加工装置１００自体に、数値制御が可能なＣＰＵやメモリを搭載したコンピュータが設けられていても良い。

【0031】

例えば、加工装置１００により歯科用補綴物の作成を行う場合、３次元計測器で計測した歯科用補綴物のデータをＣＡＤ／ＣＡＭシステムに転送し、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより加工データを作成する。そして、この加工データに基づいて、加工装置１００を制御してワークＷを加工具１２により切削加工することで、歯科用補綴物を作成する。

【0032】

図４について説明する。図４（ａ）のエアブロー部８７は主軸１１の構成の一部である。エア入口１２２から圧縮空気を送りこむと、４箇所の送風口１２１から主軸１１の先端に設けられた工具に向かってエアを吹き付けて、工具を冷却すると共に工具に付着した切粉を除去する。送風口１２１が４箇所あることで、工具全体へエアを当てることができる。勿論、送風口１２１は４箇所以上あっても構わない。

【0033】

図４（ｂ）はエアブロー部８７の送風口１２１周辺の断面図である。送風口１２１はエア入口側の空洞１２３に対して主軸１１側に向かって傾斜するように設けられた送風側の穴１２４が細く、設けられているため、吹き付けるエアの流速を上げることができる。送風側の穴１２４は細くなった部分から先端が口広になっている。これにより、送風口１２１の製作加工が安易になる。

【0034】

図５に示すように、電装ユニット８０は、演算手段であるＣＰＵ８５、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）８６ｉ、各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚ、主軸の制御部８４ｃ、ａ軸の制御部８４ａ、ｂ軸の制御部８４ｂなどを備える。制御基板８３に設けられたＣＰＵ８５は、入力されたデータや信号に基づいてメモリ８６ｍを用いて各種の演算を行い、接続されたサーボアンプとしての制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚ、８４ａ、８４ｂ、８４ｃに回転数や位置の指示を送信する。

【0035】

Ｉ／Ｏ８６ｉは、加工装置本体のエアブロー部８７、集塵装置８８、工具長センサ９６に接続される。エアブロー部８７は上述のように工具へエアを吹き付け、除去した切粉を集塵装置８８で集める。工具長センサ９６は、工具の長さを検知してＣＰＵ８５に信号を送る。

【0036】

各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚは、ＣＰＵ８５からの指令に基づいてＸ、Ｙ、Ｚの各モータを駆動する。各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚには、それぞれエンコーダを設けている。エンコーダは、例えば、各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚの回転軸の回転回数や回転角度、回転方向を検知する。そして、各モータの制御部８４ｘ、８４ｙ、８４ｚの駆動により各ステージｘ、ｙ、ｚが移動した量（位置）を検知する。

【0037】

制御部８４ｃは、主軸１１を回転させる不図示のモータを制御して、主軸（スピンドル）の回転速度を制御する。また、ａ、ｂ軸の制御部８４ａ、８４ｂは、ＣＰＵ８５からの指令に基づいてａ軸、ｂ軸の各モータを駆動する。

【0038】

このようにＣＰＵ８５により加工装置１００の各部を制御することにより、上述のように保持されたワークＷに所定の加工を施す。

【0039】

本実施形態における加工装置の掃除モードについて以下に説明する。

【0040】

エアブロー部８７から工具ホルダ１２ａにエアを吹き付けることで工具ホルダ１２ａに付着した切粉を除去することができる。

【0041】

図７に、本発明の実施形態に係る加工装置のある工具で加工対象物を加工している途中で、その工具を工具マガジンに格納した後に、同じ工具をとって加工動作を再開する場合の掃除モード動作の制御フローチャートを示す。後述する各手段や工程は、ＣＰＵ８５がメモリ８６ｍ等の記憶手段にプログラムを展開して実行する。

【0042】

掃除モードの動作は、実行したＮＣファイルの中に、掃除モード用のコードである掃除用Ｍコードがあることによって実行される。加工中に掃除モードを実行する場合、まず掃除動作のための予備動作としてステップＳ１０１で現在の座標位置を戻り座標位置としてメモリ８６ｍに記憶する。ステップＳ１０２～Ｓ１０４を実行し、制御部８４ｚは主軸１１を上昇させ、工具を加工対象物から離して主軸１１の回転を停止させ、主軸１１を工具マガジン７０の上部に位置するように移動させる制御を行った後、加工具１２を工具マガジン７０に格納する。

【0043】

ステップＳ１０５～Ｓ１０６において制御部８４ｚは主軸１１を加工具１２を格納した高さから上昇させて離し、制御部８４ｘと８４ｙとで主軸１１を図６に示す工具マガジン７０の工具位置Ｔ１へ移動させる。このステップＳ１０６が掃除動作の最初のステップであり、それ以前のステップは、掃除動作のための予備動作となる。また、後述するステップＳ１１２で掃除動作を終えて、ステップＳ１１３でエアブローをOFFにする。

【0044】

ステップＳ１０７では、制御部８４ｚは、主軸１１をエアを吹き付ける高さまで下降させる。この時、格納した加工具１２に当たらない高さまで主軸１１を下降させる。加工具１２に近いほど掃除の効率が上がる。

【0045】

ステップＳ１０８でエアブローを開始する。可能な範囲の最大の流量でエアを吹き付ける。

【0046】

ステップＳ１０９～Ｓ１１２を実行し、図６の軌跡（矢印）７１のように主軸１１を移動させてすべての工具を掃除する。具体的にはまず制御部８４ｘと８４ｙとで、工具位置Ｔ１からＴ５へ移動させて数秒停止、次にＴ１０へ移動させて数秒停止、そしてＴ６へ移動させて数秒停止し、最後にＴ１へ戻り数秒停止させる。ステップＳ１１２で掃除動作を開始したT1に戻り掃除動作は終了する。

【0047】

ステップＳ１１３～Ｓ１１４でエアブローを停止させ、制御部８４ｚで主軸１１を上昇させる。

【0048】

ステップＳ１１５～Ｓ１１７で戻した工具を取り出し、主軸１１を回転させ、上述の戻り座標位置へ移動し、掃除モードを終了する。

【0049】

加工後に加工具１２を工具マガジン７０に戻した際に掃除モードを実行する場合（加工具１２を工具マガジン７０に格納した後であって、次の加工動作の工具を主軸に取り付ける前に掃除用Ｍコードを実行する場合）は、ステップＳ１０５からＳ１１４までを実行する。

【0050】

工具マガジン７０に収納された工具１２ａ（図１参照）に向けてエアを吹き付けると、主軸１１と加工具１２との間に切粉が入ることを未然に防ぐことができ、工具クランプを行い易くすることができる。掃除手段として主軸に取り付けられたエアブロー部８７を用いたが、工具の他の掃除専用のブラシやバーを取付けたり、他の掃除機構を加工装置１００に取り付けてもよい。

【0051】

図８に、本発明の実施形態に係る加工装置の、加工前に材料情報を解析して掃除モードを有効にするかを判断するフローチャートを示す。

【0052】

ＮＣファイルの例を表１に例示する。

【0053】

【表1】

まず、ステップＳ２０１でＣＰＵ８５は、ＮＣファイルのコメント行の先頭にＣＥＣＯＭＭＥＮＴと書かれている行を探し、材料の文字列を読取り、記憶手段としてのメモリ８６ｍに記憶されているテーブル内に存在するか比較参照することによって確認する。このとき、メモリ８６ｍのテーブルには、樹脂材料であるＰＭＭＡまたはＰＥＥＫが記憶されている。ステップＳ２０２で材料を指定している情報がＰＭＭＡまたはＰＥＥＫだった場合、ステップＳ２０３～Ｓ２０４を実行し、掃除モードを有効にして加工を開始する。掃除モードが有効な場合は、同じ加工具１２を取って加工動作を再開する場合には、ステップＳ１０１～Ｓ１１７のステップを実行し、加工後に加工具１２を工具マガジン７０に戻した際に掃除モードを実行する場合は、ステップＳ１０５～Ｓ１１４までを実行する。ＣＰＵ８５の一機能としてＮＣコードの読取手段、樹脂情報の比較手段としてメモリ８６ｍに展開されたプログラムを実行する。

【0054】

ステップＳ２０２でそれら以外の材料だった場合は、ステップＳ２０５で強制掃除モードが選択されているか確認する。選択されていた場合は材料に関わらずステップＳ２０３～Ｓ２０４で掃除モードを有効にして加工を開始する。選択されていなかった場合はステップＳ２０６で掃除モードを無効にして加工を開始する。

【0055】

この制御により、必要な材料でのみ掃除を実施するため、加工の効率が上がる。例えば、セラミックやハイブリットレジン等では、堆積する切粉の粒径が小さいため、掃除を行わなくても加工の精度に影響が少ない場合があるため、掃除も行われない。これの材料を判定し掃除モードをＯＦＦにしても良い。

【0056】

本実施例では大きな切粉になり易いＰＭＭＡやＰＥＥＫを記憶しているが、その他の材料情報をメモリ８６に記憶しても構わない。また、材料情報は、ＮＣコードから読み取っているが、材料の導電率や抵抗値を測定して得てもよく、加工対象物の表面や切粉を撮像して得てもよい。例えば、下記材料の体積抵抗率（Ω・cm）はＰＥＥＫ10^(17-18)、ＰＭＭＡ 10^14、ジルコニア10^13、コバルト5.6、クロム12.7である。

【0057】

図９に、本発明の実施形態に係る加工装置の加工中に掃除モードを実行するか否かの判定を含んだフローチャートを示す。

【0058】

ステップＳ３０１でＣＰＵ８５の時間カウンタをリセットする。

【0059】

ステップＳ３０２でＮＣファイルから１行読みだした文字列であるＮＣ＿ｓｔｒを確認し、空文字列であれば終了する。

【0060】

ステップＳ３０３～Ｓ３０５を実行し、経過時間のカウントを開始し、経過時間の閾値を越え、掃除動作が有効であるときはステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、主軸１１が現在保持している工具が後述する掃除動作を行う工具として掃除動作を実施する工具に設定した工具（ｃｌｅａｎ＿ｔｏｏｌ。詳しくは後述する。）であるかを確認する。この確認は、どの工具を掃除動作を実施する工具に選択しているかの設定値を参照して、現在保持している工具と比較することによって行う。参照する設定値は、例えばＴ１～Ｔ１０のそれぞれ設定値に対応した１ｂｉｔの値を１０個記録していても良いし、４ｂｉｔの値として記録していてもよい。

【0061】

そして掃除動作を実施する工具であれば、ステップＳ３０７～Ｓ３０８でバッファしているＮＣファイルに含まれる主軸の位置を移動させる動作である線分動作の完了を待ち、ＮＣファイルから読み出した文字列が格納されるＮＣ＿ｓｔｒに掃除用Ｍコードを格納する。ステップＳ３０９では、ＮＣ＿ｓｔｒ内のＮＣコードを実行する。ステップＳ３０９では、ステップＳ３０８で掃除用ＭコードがＮＣ＿ｓｔｒに格納されていれば、掃除用Ｍコードに従った掃除動作を行う。

【0062】

加工装置に所定の動作を行わせるＭコードには、掃除用Ｍコードの他に、工具交換を実行させる工具交換Ｍコードなどがある。ステップＳ３１０で工具交換Ｍコードを実行しておらず、且つ、ステップＳ３１１で掃除モードを実行していた場合、Ｓ３１２で経過時間カウンタをリセットして、ステップＳ３０２に戻る。

【0063】

ステップＳ３１０で工具交換Ｍコードを実行していた場合、ステップＳ３１５で経過時間カウンタをリセットし、現在保持している工具を確認し、掃除動作を実施する工具であればＳ３１１へ進み、掃除動作を実施する工具でなかった場合はステップＳ３０２へ進む。

【0064】

この制御により加工中に、付着する切粉がなるべく少ないうちに、こまめに掃除を行うことができるので、安定した工具クランプや加工を行うことができる。また、このとき、後述するように、所定の時間が経過したら掃除動作を行うように設定することと併用することもできる。

【0065】

また、加工中のみではなく、例えば、荒加工のように切粉が大量に出ると考えられる工具を掃除動作を実施する工具として任意に設定することで、掃除動作を実施する工具を戻した際に掃除モードを実行することで、より安定した動作が得られる。荒加工の方が、切粉が大きくなりやすいため、荒加工のときに樹脂材料に応じて掃除モードを実行し、掃除動作を実施しない工具による加工は大きな切粉が生じない仕上げ加工であるとして、樹脂材料の種類によらず、掃除モードを実行しないようにしてもよい。

【0066】

また、掃除動作を実施しない工具に設定した工具であっても、工具交換を実施せずに加工を長時間継続した場合に、工具ホルダに少量の切粉が徐々に堆積していき掃除動作の実施が必要となる状態となる場合が考えられる。その為、掃除動作を実施しない工具の加工中であっても、工具交換を実施せずに長時間が経過した場合に、強制的に掃除モードを実行してもよい。この時間設定は、加工状況を鑑みて任意に設定できる時間であってもいいし、１時間など固定値に設定した値であってもよい。また、予め設定された所定の時間を経過したら掃除動作を行うようにしてもよい。予め設定された所定の時間経過により掃除動作を実行する場合は、加工装置に指令を行う外部端末のソフトウェアの設定が反映された加工装置１００のＣＰＵ８５が所定の時間が経過するよりも少し前に、掃除用Ｍコードのみを発行する。すなわち、掃除用Ｍコードを含むＮＣファイルには、加工対象物を加工する加工動作に対応するコードを入れない。このようにすると、ＮＣファイルに含まれる動作時間が正確に決まっていない他の動作の影響で、掃除動作が定期的に実行されないといった可能性をなくすことができる。また、後述する工具選択により掃除動作を行う場合も、選択された工具による加工動作を終えたら、ＣＰＵ８５が掃除用Ｍコードのみを発行するようにしてもよい。

【0067】

図１０に、本発明の実施形態に係る加工装置の、掃除モードが有効であるときに掃除動作
を実施する工具を選択する選択画面の例を示す。

【0068】

選択部４０１～４１０は、図６で示した工具マガジン７０の工具位置Ｔ１～Ｔ１０に格納する各工具にそれぞれ対応しており、チェックボックスを選択して有効にすることで掃除動作を実施する工具として設定を行う。このチェックボックスを選択された工具は、図９のＳ３０６で工具を判定するときに、clean_toolとして設定される。

【0069】

この設定により、必要な工具でのみ掃除を実施するように選択が出来るため、加工の効率が上がる。例えば、荒加工を行う工具が１つであれば、選択部４０１～４１０のうち該当する工具に対応したチェックボックスのみ選択し、粗加工を行う工具が複数であれば、該当する複数の工具に対応したチェックボックスを全て選択することで、掃除動作が必要な工具だけを任意に選んで設定できる。

【0070】

図１１に、本発明の実施形態に係る加工装置の、強制掃除モードを有効にしているかと、掃除モードを有効にする材料を使用しているかと、掃除動作を実施する工具として選択した工具を使用しているかを確認して、掃除処理を実施するかどうかを判断するフローチャートを示す。

【0071】

ステップＳ５０１で強制掃除モードが選択されているか確認し、選択されていなければ、ステップＳ５０２で掃除モードを有効にする材料を使用しているかを確認する。ステップＳ５０１で強制掃除モードが選択されているか、ステップＳ５０２で掃除モードを有効にする材料であることを確認した場合は、ステップＳ５０３で掃除動作を実施する工具として選択しているかを確認し、加工中に掃除処理が必要なタイミングで、掃除処理を実施すると判断する。

【0072】

ステップＳ５０１で強制掃除モードが選択されておらず、ステップＳ５０２で掃除モードを有効にする材料でないことが確認した場合、または、ステップＳ５０３で掃除動作を実施する工具として選択されていないことを確認した場合、掃除処理を実施しないと判断する。

【0073】

材料や加工中の掃除モードＯＮ・ＯＦＦにかかわらず、加工終了時に掃除動作を行うことも可能である。図１２にフローチャートを示す。

【0074】

S６０１ではＣＰＵ８５は、一連のＮＣコードに基づいて加工装置１００が加工動作を実行するように制御している。S６０２でＣＰＵ８５が、加工終了のＮＣコードを実行すると、加工を終了する。S６０３ではＣＰＵ８５は加工終了時に掃除動作を行うか否かの設定を確認する。掃除動作を行う掃除モードＯＮの設定であれば、Ｓ６０４へ進み、掃除モードがＯＮでなければ、終了する。加工終了時に掃除動作を行うか否かの設定は加工開始前にユーザが選択するが、この状態で選択可能になっていてもよい。また、ユーザの選択によらず特定の工具は、必ず加工終了時に掃除をするように構成してもよい。

【0075】

この加工終了後の掃除動作は、加工終了が記述されているNCコードによって、有無が判断される。S６０４では加工終了直前に使用していた工具が掃除動作を実施する工具である場合、ＣＰＵ８５は、Noと判断して動作を終了する。また、加工終了直前に使用していた工具が掃除動作を実施する工具でない場合、ＣＰＵ８５は、Yesと判断してS605へ進む。Noと判断して動作を終了するのは、掃除動作を実施する工具であった場合、工具を工具マガジン７０へ戻した時に掃除モードの掃除動作を行っている。そのため、二回連続で掃除動作を行わないために、加工終了のＮＣコードに基づく掃除モードの掃除動作を実行しない。

【0076】

Ｓ６０５ではＣＰＵ８５が加工終了のＮＣコードに基づく掃除モードの掃除動作を実行する。

【0077】

上述した掃除動作は、工具マガジンに対してだけでなく、ワークを保持している保持部に対して、行ってもよく、保持部に対して掃除動作を行場合には、工具マガジンから遠い方を下げて掃除動作を行うと工具マガジンに切粉が付きにくい。
保持部及び工具マガジンの少なくともいずれか一方に対して掃除を行う掃除手段が掃除動作のタイミングは、選択手段による選択に応じて決定されることで、簡易な方法で、堆積した切粉の量を低減し易い加工装置を提供することができる。
掃除手段による掃除動作のタイミングは、選択手段によって選択された工具が加工対象物を加工している途中で、主軸に工具が取り付けられているタイミングであってもよい。
また、掃除手段による掃除動作のタイミングは、選択手段によって選択された工具が加工対象物を加工し終わった後で、工具が前記工具マガジンに格納されているタイミング（今まで加工していた工具とは異なる次に加工を行う工具で加工動作を実行する前の状態）であってもよい。

【符号の説明】

【0078】

１１ 主軸
１２ 加工具
４０ 支持機構
５３ 連結部
７０ 工具マガジン
８５ ＣＰＵ
８６ｍ メモリ
８７ エアブロー部
９６ 工具長センサ
１００ 加工装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】